Утилизация мусора в России и мире: технологии и основные сложности

Переработка и утилизация отходов — вопрос, который в современном мире стоит остро: не во всех странах налажены схемы работы с мусором, и он копится, загрязняя окружающую среду. Достаточно посмотреть на фотографии так называемых «мусорных островов» в океанах, и масштаб проблемы будет понятен.

Чтобы избежать экологической катастрофы, необходимо глобально заниматься обезвреживанием, подготовкой к вторичному использованию (при возможности) или уничтожением (при её отсутствии) отходов.

Основные виды отходов

Утилизацию мусора проводят с учётом его типа и особенностей. Есть несколько классификаций отходов, в частности:

• по агрегатному состоянию (твёрдые, жидкие, газообразные);
• по происхождению (бытовые и производственные);
• по составу (техногенные и биологические).

В Российской Федерации существует документ, подробно разделяющий мусор на категории, — Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО). Согласно ему, они подразделяются на продукты, получаемые в результате:

• лесозаготовки и переработки, сельского хозяйства;
• потребления (в основном это твёрдые бытовые и биологические отходы);;
• добычи природных полезных ископаемых;
• обработки материалов на производствах;
• обеспечения жилых и технических зданий энергией и газом;
• строительства, капитального ремонта;
• водоснабжения домов и предприятий;
• произведения прочих работ.

Существует и классификация отходов по степени опасности для человека и окружающей среды:

• 1 класс опасности (наивысшая): мусор, содержащий мышьяк, ртуть, токсины, радиоактивные отходы;
• 2 класс (высокая опасность): отходы нефтегазовой промышленности, содержащие соли свинца, отработанные аккумуляторные батареи;
• 3 класс (средняя опасность): нерабочие фильтры, машинные масла, растворители, цементная пыль;
• 4 класс (низкая опасность): ремонтные отходы, нетоксичный строительный и промышленный мусор;
• 5 класс (очень низкая опасность): бумага, пластик, керамика, деревянные отходы, щебень, гипс, металлолом, испорченные продукты.

На фото ниже — контейнер для утилизации отходов 2 класса опасности:

Несмотря на то, что отходы 4 и 5 классов не считаются опасными для окружающей среды, их необходимо качественно перерабатывать либо ликвидировать полностью, так как, накапливаясь, они занимают много места, могут портить воздух вокруг свалки (это относится к биологическим и токсическим отходам), снижать уровень жизни людей, живущих поблизости, способствовать вымиранию диких животных.

Переработка пластика, бумаги и другого мусора, кроме прочего, ведёт к уменьшению объёмов производства новых материалов, а следовательно, к сохранению природных ресурсов (лесов, скоплений металлических руд) и уменьшению вредных выбросов с производств.

Проблемы утилизации отходов

В России не так много полигонов и заводов по переработке мусора, поэтому зачастую образовываются незаконные или просто стихийные свалки. Они бывают расположены вблизи от жилых районов, портя экологическую обстановку и качество жизни граждан, особенно с учётом того, что не переработанный должным образом мусор может разлагаться десятилетиями и проникать в слои почвы. Система не справляется с масштабами, и необходимо максимально развивать сферу переработки, чтобы мусорных полигонов становилось меньше и не возникали новые.

Вторая проблема — недостаточная сортировка мусора. Она заметна и на уровне компаний, для которых это — основной род деятельности (они часто не справляются с нагрузкой), и на уровне самих людей:

• не все точки накопления мусора оборудованы специальными контейнерами для раздельного сбора отходов, при этом не каждый человек готов идти несколько километров до ближайшего такого контейнера;
• часто граждане путают классы отходов — к примеру, выбрасывают градусники (вредный мусор, содержащий ртуть) как стекло, не представляющее опасности и пригодное к простой переработке.

Многие наплевательски относятся к проблеме и не замечают её распространения. Необходимо повышать образованность населения в области раздельного сбора и утилизации мусора, возможно также введение штрафов за игнорирование правил.

Правила утилизации отходов

Любые отходы должны обрабатываться в соответствии с классом опасности — например, перерабатывать ртутные градусники или люминенсцентные лампы могут только предприятия, имеющие в распоряжении нужное оборудование; бытовая утилизация мусора такого типа не допускается.

Биологические отходы могут быть переработаны только после прохождения санитарной экспертизы, подтверждающей их безопасность, и только с применением машин-рефрижераторов.

В таблице ниже указана схема утилизации отходов по цветам контейнеров. На контейнерах расположены специальные значки, символизирующие переработку мусора.

Этапы утилизации отходов

Система утилизации отходов прописана в правовых актах. Их необходимо:

• собрать и отсортировать до того, как мусор утилизируется (в идеале сортировка происходит на местах до общего сбора — например, в различных контейнерах, установленных коммунальными службами);
• транспортировать (каждый тип отходов вывозится за городскую черту на отдельном грузовом автомобиле, чтобы они не смешивались);
• при необходимости — обезвредить;
• складировать до момента ликвидации на специально оборудованных площадках;
• доставить к месту переработки или утилизации.

Способы утилизации отходов

То, что невозможно переработать, после вывоза необходимо уничтожить. Это можно сделать несколькими способами в зависимости от типа отходов.

Сжигание

Мусоросжигание — один из древнейших способов утилизации мусора. Сегодня для него используются печи, способные поддерживать температуру 1200 °C. Сжигание позволяет уничтожать потенциально вредные органические соединения и утилизировать твёрдые бытовые отходы (ТБО) с высокой эффективностью: в среднем их масса сокращается на 70–85 %, а объём — на 90–95.

Чаще всего сжигаются:

• клеи, смолы, лакокрасочная продукция;
• нефтесодержащие продукты и продукты переработки нефти;
• использованные гигиенические принадлежности;
• испорченная и неиспользованная фармацевтическая продукция;
• некоторые химические вещества.

Проблема мусоросжигания в том, что при сжигании мусора в атмосферу выбрасываются продукты горения: сажа, пыль, газ — в среднем при ликвидации 1 м³ отходов производится 3 кг вредных веществ. Эту проблему частично решают более качественная сортировка сжигаемого и установка дымоочистительного оборудования.

Захоронение

Организовать могильник можно:

• на поверхности земли;
• под землёй;
• в море.

Важно: захоронение не предполагает существенного уменьшения объёма мусора, поэтому применяется только в том случае, когда его нельзя утилизировать другим путём (например, сжечь). Полигоны, где захораниваются отходы, должны находиться на большом расстоянии от жилых районов (в среднем это 20–40 км).

Под землёй располагаются захоронения опасных отходов (токсичных, радиоактивных). Для этих целей стараются применять неиспользуемые глубокие пустоты: заброшенные станции бурения скважин, шахты, колодцы. На наземных полигонах (в котлованах, бункерах) захораниваются вещества, в которых мало токсинов.

На дне морей можно складировать уголь, неперерабатываемые минеральные отходы, некоторые виды органического мусора. Несмотря на то, что погребённые на дне вещества не влияют на жизнь на суше, они могут вызвать помутнение воды и нанести существенный вред морским обитателям, поэтому нельзя захоранивать в море нефтепродукты, пластмассу, ртуть и кадмий, тросы, канаты и рыболовные сети.

Компостирование

Технология компостирования основана на естественном процессе биоразложения — отходы со временем превращаются в полезные вещества, стимулирующие рост растений и повышающие плодородность почвы. Обеззараженный биологический мусор становится питательной средой для аэробных и анаэробных бактерий, перерабатывающих его в полезный компост.

Полигоны для компостирования мусора должны быть достаточно увлажнёнными и дренированными для отведения лишней воды — только тогда процесс компостирования будет успешным.

Компостируют:

• торф и навоз;
• неопасные пищевые, растительные отходы (например, опавшие листья);
• опилки, текстиль, бумагу.

Главный недостаток компостирования — необходимость очень тщательной сортировки продукта, часто невозможной в промышленных условиях, однако метод часто используется в деревнях, фермерских хозяйствах и СНТ.

Брикетирование

Это относительно новый способ утилизации отходов производства и быта, позволяющий сократить объём мусора, хоть и не в таких масштабах, как сжигание. Отходы разбираются и комплектуются в гомогенные брикеты, которые либо отправляются на переработку, либо захораниваются — но уже не обширной кучей, а компактно.

Рециклинг (recycling, «возвращение в круг») — метод переработки отходов с целью вернуть их в производство либо в неизменном виде (например, как стеклянные бутылки и флаконы после дезинфекции и повторного наклеивания этикеток), либо в виде сырья для производства аналогичных товаров.

Рециклинг — перспективная технология, поскольку не только не способствует созданию новых мусорных полигонов, но и даёт возможность использовать повторно ресурсы, которых в природе становится всё меньше.

Не так давно нельзя было и подумать, что алюминия или меди станет не хватать, но сегодня их недостаток заметен и скоро будет существенно отражаться на производстве, поэтому особенно важно перерабатывать, а не захоранивать банки из-под пива или газировки. Аналогичная ситуация с переработкой бумаги: человечество не успевает сажать леса с той скоростью, с которой оно их вырубает, и природный баланс страдает, но сдача макулатуры помогает его сохранить.

Третий популярный пример рециклинга — переработка пластиковой тары. Достаточно посмотреть на фотографии «мусорных пятен» в океане или животных, страдающих от обилия бутылок и пакетов в ареале их обитания, — и важность сбора пластика сразу становится понятна.

Методы переработки отходов

Под переработкой следует понимать манипуляции, направленные на вторичное использование продукта с целью экономии первичного сырья, сокращения места, необходимого для хранения ТБО, и снижения вреда для экологии.

Механический

Механический способ переработки основывается на измельчении очищенного сырья для того, чтобы спрессовать его, изготовив при этом новый продукт. Так создаются ДСП-, ДМФ-плиты, некоторые виды бумаги (в частности, туалетной), различные утеплители.

Негативный аспект — чаще всего вторичный материал не обладает такой прочностью и эстетичной внешностью, как первичный. С другой стороны, иногда это идёт и на пользу — как в случае с крафтовой бумагой, которая значительно прочнее обычной, выглядит лучше, чем простой картон, и используется в дизайне и рукоделии.

Инсинерация

В некоторых местах мусоросжигающие заводы работают в тандеме с энергетическими компаниями: отходы, сгорая, выделяют тепловую энергию, которая используется в бытовых и производственных целях. Такое сжигание с последующим применением тепловой энергии называют инсинерацией. В России она не распространена, но за рубежом часто используется.

Ещё один плюс инсинерации — в количестве выделяемой при сгорании мусора энергии: её больше, чем при использовании обычного угля или торфа в качестве топлива.

Пиролиз

Пиролиз относится к термическим воздействиям, но, в отличие от обычного сжигания, производится без подачи кислорода. Это позволяет избежать выбрасывания токсинов в воздух в большом количестве и получить на выходе полностью безопасный продукт: пиролиз нейтрализует (превращает в золу) даже тяжёлые металлы, исключая их попадание в почву после захоронения остатков.

Пиролиз применяется в России нечасто, поскольку с ним сопряжены определённые сложности:

• требуется дорогостоящее и очень крупное оборудование;
• система сложна и требует высокой квалификации персонала;
• людей в процессе должно быть задействовано много, что увеличивает расходы на оплату труда.

Пиролизом можно перерабатывать как компостируемые органические отходы, так и пластик, кожу провода, технические масла. Полезные продукты, которые остаются после завершения процесса пиролиза:

• мазут, зола, газ;
• технический углерод;
• синтетическая нефть;
• дизельное топливо;
• энергия.

Химический

Большинство химических и химико-физических методов переработки основаны на:

• выщелачивании (экстрагировании);
• растворении;
• кристаллизации.

Осветление сточных вод и очищение канализации основывается на химической технологии обработки. В результате воздействия реагентов на сырьё получается вторичный материал, пригодный к использованию. Часто подобным способом перерабатывают различный строительный мусор.

Утилизация отходов в России

Интересный, но печальный факт: Минприроды подсчитало, что ежегодно в России вырабатывается порядка 70 млн тонн твёрдых отходов, из которых перерабатывается менее 40 %, то есть утилизация и даже простое захоронение отходов оставляют желать лучшего.

Среди факторов, которые должны положительно повлиять на решение вопроса, специалисты называют:

• обеспечение свободной и справедливой конкуренции между компаниями, занимающимися вывозом и ликвидацией мусора;
• повышение осведомлённости населения о проблеме и его сознательности;
• консервацию мусоропроводов и повсеместное обеспечение жилых кварталов контейнерами для раздельного сбора;
• внедрение схемы чёткого контроля за соблюдением правил утилизации;
• достаточное финансирование, которое позволит сфере развиваться;
• введение правил, обеспечивающих БЖД (безопасность жизнедеятельности) людям, живущим возле предприятий повышенной опасности для экологии (нефтеперерабатывающих, атомных, автопредприятий и др.).

Утилизация за рубежом

Северные страны — отличный пример того, как можно утилизировать мусор максимально эффективно и безопасно. Не так давно весь мир был шокирован информацией о том, что в Швеции кончились отходы и она готова импортировать их других стран для ликвидации на своей территории.

Чтобы этого достичь, властям пришлось повысить информированность людей (уроки по сортировке мусора проводились даже в детских садах!) и ввести солидные штрафы за нарушение правил. Кроме того, более 60 % всей электроэнергии в Швеции получается путём переработки отходов.

В Австрии получил широкое распространение химический способ переработки, благодаря которому большая часть мусора превращается во вторичное сырье или удобрения.

Больших успехов в деле устранения проблемы достигли и другие страны:

• Индия;
• Бельгия;
• Южная Корея;
• Сингапур;
• Великобритания.

России стоит перенять их опыт, и тогда уже через несколько лет результат будет заметен: количество незаконных свалок снизится, а экология улучшится.

Отзывы

Анна С., Норильск:

Слышала, что появилась новая технология избавления от космического мусора — его будут обстреливать лазерами со станций. Оказывается, в космосе та же проблема, что и на земле, особенно все заволновались после истории в 2015, когда космонавтов пришлось эвакуировать с МКС из-за опасности столкновения.

Сергей, Челябинск:

Было бы интересно отдавать отходы на аутсорс той же Швеции. Правда, за это придётся платить, так что основной путь всё-таки — учиться самостоятельно избавляться от них.